(57)【要約】【課題】建築空間における平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる吸音構造を提供する。【解決手段】室内壁面の前方に配設され、室内の音を吸収する多孔質材料からなる吸音層２４と、吸音層２４の奥側で壁面２０に配設され、吸音層２４を通過した音を拡散する凸形状の拡散層２８とを有し、吸音層２４は、室内側の表面が音を拡散する凸状の拡散形状に形成されている。【選択図】図１
2007291804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内壁面の前方に配設され、室内の音を吸収する多孔質材料からなる吸音層と、
前記吸音層の奥側で壁面に配設され、前記吸音層を通過した音を拡散する凹凸形状の拡散層とを有し、
前記吸音層は、室内側の表面が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成されていることを特徴とする吸音構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記吸音層と前記拡散層との間に空気層が形成されていることを特徴とする吸音構造。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記吸音層は複数層配設されていることを特徴とする吸音構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記吸音層は、裏面が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成されていることを特徴とする吸音構造。
【請求項５】
表面が音を拡散する凹または凸状の拡散形状に形成された多孔質の吸音材の背面側に、空気層を隔てて、前記吸音材を通過した音を拡散する凹または凸形状の拡散体を一体に形成したことを特徴とする吸音拡散部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音構造及び吸音拡散部材に関し、特に、建築の閉空間における面音源からの音の吸収・拡散に適した吸音構造及び吸音拡散部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁によって区切られた閉空間においては、音源から発せられる音が対向する壁面間で反射する結果、ロングパスエコーやフラッターエコーとなり、音が分離して聞こえるという音響障害を生じることがあり、特に、音響上重要な室（音声・楽音の明瞭性を求められる室）においてはこのような音響障害が発生するのは好ましくないため、例えば、特許文献１に示すような内装用吸音体を壁面に取り付けて音響障害を抑制するようにしている。
【０００３】
この内装用吸音体は、裏面側に空間を有すると共に、表面側に凸面および／または凹面を有する細長形状の拡散板と、拡散板の裏面に貼着した吸音材とを備え、拡散板に、外部と前記空間とを連通する切欠部を形成することで、室内の壁面に向かう音は、凸部および／または凹部を有する細長形状の拡散板の表面に当たって拡散反射する一方、拡散板の切欠部から裏面側の空間に浸入した音は、拡散板による空間および切欠部からなる共鳴形の吸音体により吸音され、同時に拡散板の裏面に取り付けた吸音材により吸音されるようにしている。
【特許文献１】特開平８−１７７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような内装用吸音体を用いた吸音構造にあっては、例えば、点音源のコーンスピーカから発せられるような広がりを持つ音に対しては有効な吸音効果が得られると考えられるが、近年採用されてきている面音源の平面スピーカから発せられるような指向性が鋭く理論上距離減衰を生じない音に対しては有効な吸音効果が得られがたいものである。
【０００５】
平面スピーカから放射された特殊な音波である平面音波は、理論上は距離による減衰が生じず、しかも、平面音波は音源と平行で平滑な対向面で反射した後の反射音波も平面音波とほぼ等しい特性を持つことから、反射音波についても距離減衰は期待できないものである。
【０００６】
したがって、前述の内装用吸音体による場合には、平面音波の場合、建築空間におけるロングパスエコーやフラッターエコーの発生を抑制することができないこととなる。
【０００７】
本発明の目的は、建築空間における平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる吸音構造及び吸音拡散部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の吸音構造は、室内壁面の前方に配設され、室内の音を吸収する多孔質材料からなる吸音層と、
前記吸音層の奥側で壁面に配設され、前記吸音層を通過した音を拡散する凹凸形状の拡散層とを有し、
前記吸音層は、室内側の表面が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、まず、音源から壁面に対して垂直に進行した音波は室内壁面の前方に配設した多孔質材料からなる吸音層に入射する。
【００１０】
この吸音層では、表面が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成されているため、入射した音波の一部は拡散反射される。
【００１１】
この吸音層で拡散反射される音は、入射音が直接拡散反射されることがなく、吸音層の表面で吸収しきれず、反射され、レベルのごく小さな音のみが拡散反射されて平面音波の特性を失い減衰することとなる。
【００１２】
吸音層で拡散反射されず吸音層に進入した音は、吸音層を通過する際にエネルギー吸収されて吸収しきれなかった音が拡散層へと進行する。
【００１３】
拡散層に入射した音波は、拡散層によって拡散反射され、この拡散層で反射された音波は前方にのみ進行するという平面音波の特性を失う。
【００１４】
さらに、拡散層で拡散反射された音波は、再び多孔質材料からなる吸音層でエネルギー吸収がなされることとなる。
【００１５】
このように、第１に吸音層表面での音波の拡散反射、第２に吸音層での吸音、第３に拡散層での拡散反射、第４に吸音層での再度の吸音を行い、平面音波の特性を失わせることにより、平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる。
【００１６】
特に、床面が階段状になっている室内の場合よりも平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生し易いフラットな床面の室内において、ロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる。
【００１７】
本発明においては、前記吸音層と前記拡散層との間に空気層を形成することができる。
【００１８】
このような構成とすることにより、低音域の吸音をより確実に行うことが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記吸音層が複数層配設されるようにすることができる。
【００２０】
このような構成とすることにより、複数層の吸音層による音の拡散、吸収を行って、より確実な吸音効果を得ることが可能となる。
【００２１】
本発明においては、前記吸音層は、裏面が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成することができる。
【００２２】
このような構成とすることにより、吸音層の裏面に設けた凹凸状の拡散形状によって、拡散体によって拡散反射された音波をさらに拡散反射させることで、より一層確実な吸音効果を得ることができる。
【００２３】
本発明の吸音拡散部材は、表面が音を拡散する凹または凸状の拡散形状に形成された多孔質の吸音材の背面側に、空気層を隔てて、前記吸音材を通過した音を拡散する凹または凸形状の拡散体を一体に形成したことを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、吸音材の表面による拡散反射、吸音材による吸音、空気層による吸音、拡散体による拡散反射、再度の吸音材による吸音を行う一体の吸音拡散部材を形成することで、この吸音拡散材を複数壁面に取り付けて行けば、平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態にかかる吸音構造を示す図である。
【００２７】
図１（１）は、本実施の形態にかかる吸音構造を用いた室内の状態を示す平面図、同図（２）はその断面図で、この室１０は、床面１２がフラットな状態となっており、その１つの壁面１４側に面音源である平面スピーカ１６が配置され、この平面スピーカ１６からは平面音波１８が発せられるようになっている。
【００２８】
この平面音波１８は、鋭い指向性を有し、距離減衰が小さいことから、空間の広さにかかわらず、均一で明瞭な音声レベルを提供することができるが、平面音波１８が平滑で平面音源に平行な対向面で反射すれば平面音波とほぼ等しい特性を持つことから、反射音についても距離減衰が期待できず、対向面の壁面２０がフラットであると床面１２がフラットで障害物がないため、壁面２０での反射音によってロングパスエコーやフラッターエコーが発生してしまうこととなる。
【００２９】
そのため、壁面２０に平面音波１８用の吸音構造２２を設けて吸音を行うことにより、平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を抑制して音声聴取に良好な環境をもたらすようにしている。
【００３０】
この吸音構造２２は、図２にも示すように、吸音層２４と、空気層２６と、拡散層２８とを有し、例えば、主に２５０〜５００Ｈzの周波数帯位置の吸音を行うようにしている。
【００３１】
吸音層２４は、室内の壁面２０の前方（室内側）に配設され、室内の音を吸収するもので、複数の吸音材３０を配設して形成されている。
【００３２】
各吸音材３０は、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォームなどの多孔質材料からなるもので、室内側の表面３２が平面音波１８を拡散反射する室内側に凸となる凸状の拡散形状に形成されている。
【００３３】
この表面３２の拡散形状は、半円棒状、角棒状、半円状、円錐状、角錐状等各種の形状を採用することができる。
【００３４】
このように、吸音材３０の表面を拡散形状にすることで、硬質の拡散材を用いた場合のように入射した音を全て拡散反射してしまうことなく、一部のレベルのごく小さな音として反射させることができ、反射されなかった残りの音を吸音材３０にて吸収することができる。
【００３５】
また、吸音材３０の裏面３４は、音を拡散する室内側に凹となる凹状の拡散形状に形成されている。
【００３６】
この裏面３４の拡散形状も、半円棒状、角棒状、半円状、円錐状、角錐状等各種の形状を採用することができる。
【００３７】
このように、吸音材の裏面３４を拡散形状にすることで、拡散層２８によって拡散反射された音の一部をさらに拡散反射し、残りの音を吸音材３０にて吸収することができる。
【００３８】
吸音層２４の厚さは、前記周波数帯域の吸音を行うように設定する。
【００３９】
空気層２６は、吸音層２４と拡散体２８との間に形成されて、低音域の吸音を確実にするためのもので、前記周波数帯域の吸音を行うように設定する。
【００４０】
拡散層２８は、吸音層２４の奥側で空気層２６を隔てて壁面２０に配設され、吸音層２４を通過した音を拡散する凹凸状のもので、複数の拡散体３６を配設して形成されている。
【００４１】
各拡散体３６は、図３（１）に示すような半円丸棒状の凸形状をした拡散体３６ａ、同図（２）に示すような曲面状四角錐の凸状をした拡散体３６ｂ、同図（３）に示すような四角錐の凸状をした拡散体３６ｃなどの他、他の角錐形状、角棒状、半円状、円錐状等種々の形状のものを採用することができる。
【００４２】
図３（１）に示す半円丸棒状の凸形状をした拡散体３６ａのように、縦横の形状が相違する場合には、図４に示すように、各拡散体３６ａを千鳥状に配設すると種々の方向に音を拡散反射することができる。
【００４３】
また、各拡散体３６は、前記周波数帯域の吸音を行うように設定する。
【００４４】
なお、この吸音構造２２の前面（吸音層２４の前面）には、ネット状の仕上げ材３８が取付けられ、内部の状態が見えないようにされている。
【００４５】
このような吸音構造２２によれば、まず、面音源である平面スピーカ１６から対向壁面２０に対して垂直に進行した平面音波１８は対向壁面２０の前方に配設した多孔質材料からなる吸音層２４に入射する。
【００４６】
この吸音層２４では、表面３２が音を拡散する凹凸状の拡散形状に形成されているため、入射した音波の一部は拡散反射される。
【００４７】
この吸音層２４で拡散反射される音は、吸音層２４が多孔質材料からなるため、入射した音が直接拡散反射されることがなく、小さなレベルの反射音のみが拡散反射されて平面音波１８の特性を失うこととなる。
【００４８】
吸音層２４で拡散反射されなかった音は、吸音層２４を通過する際にエネルギー吸収されて小さなレベルの音となって、空気層２６を通って拡散層２８へと進行する。
【００４９】
空気層２６では、低温域の音が吸収されて拡散層２８に至る。
【００５０】
拡散層２８に入射した音波は、拡散層２８によって拡散反射され、この拡散層２８で反射された音波は前方にのみ進行するという平面音波の特性を失い、距離減衰の特性を有することとなる。
【００５１】
さらに、拡散層２８で拡散反射された音波は、再び空気層２６を通って多孔質材料からなる吸音層でエネルギー吸収がなされることとなる。
【００５２】
このように、第１に吸音層表面での音波の拡散反射、第２に吸音層での吸音、第３に空気層２６での吸音、第４に拡散層２８での拡散反射、第５に空気層２６での再度の吸音、第６に吸音層での再度の吸音を行うことにより、平面音波を確実に吸音して、平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる。
【００５３】
特に、本実施の形態のように、平面音波使用時のロングパスエコーやフラッターエコーの発生し易いフラットな床面１２の室内において、ロングパスエコーやフラッターエコーの発生を確実に抑制することができる。
【００５４】
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる吸音構造を示す図である。
【００５５】
この実施の形態では、前記実施の形態における吸音層２４、空気層２６および拡散層２８に加えて、吸音層２４の裏側にさらにもう１層、吸音層２４を追加した状態となっている。
【００５６】
追加した吸音層２４は、前記実施の形態における吸音層２４と同じである。
【００５７】
このように吸音層２４を追加することで、さらに追加した吸音層２４による拡散と吸音効果が倍加されることとなる。
【００５８】
吸音層２４は、２層に限らず、３層以上でもよい。
【００５９】
他の構成および作用は前記実施の形態と同様につき説明を省略する。
【００６０】
図６および図７は、本発明の一実施の形態にかかる吸音拡散部材を示す図である。
【００６１】
図６に示す吸音拡散部材４０は、（１）に示すように、多孔質の吸音材４２の背面側に空気層４４を隔てて拡散体４６を一体に形成している。
【００６２】
吸音材４２は、半円筒形状のもので、表面４８が音を拡散する凸状の拡散形状、裏面５０が音を拡散する凹状の拡散形状に形成されている。
【００６３】
拡散体４６は、半丸棒状のもので、表面が吸音材４２を通過した音を拡散する凸状の拡散形状となっている。
【００６４】
そして、吸音材４２の端部を拡散体４６の側部に取り付けることで間に空気層４４が形成されるようになっている。
【００６５】
また、この吸音拡散部材４０は、（２）に示すように、平面視略正方形状とされ、隣接して取り付けられる吸音拡散部材４０との間に隙間が生じないようにされている。
【００６６】
このように、吸音材４２の表面４８による拡散反射、吸音材４２による吸音、空気層４４による吸音、拡散体４６による拡散反射、再度の空気層４４による吸音、吸音材４２の裏面による拡散反射、再度の吸音材４２による吸音を行う一体の吸音拡散部材４０を形成することで、この吸音拡散材４０を複数壁面に取り付けて行けば、平面音波を有効に吸音できる吸音構造を容易に形成することができる。
【００６７】
図７に示す吸音拡散部材５２は、（１）に示すように、多孔質の吸音材５４の背面側に空気層５６を隔てて拡散体５８を一体に形成している。
【００６８】
吸音材５４は、中空円錐形状のもので、表面６０が音を拡散する円錐凸状の拡散形状、裏面６２が音を拡散する形状に形成されている。
【００６９】
拡散体５８は、円錐形状のもので、表面が吸音材５４を通過した音を拡散する円錐凸状の拡散形状となっている。
【００７０】
そして、吸音材５４の端部と拡散体５８の端部とを連結部材６４にて連結することで、間に空気層５６が形成されるようになっている。
【００７１】
また、この吸音拡散部材５２は、（２）に示すように、円錐形の裾部を切除して、平面視略正方形状とされ、隣接して取り付けられる吸音拡散部材５２との間に隙間が生じないようにされている。
【００７２】
他の構成および作用は、図６の場合と同様につき説明を省略する。
【００７３】
図８〜図１１には、実験例を示す。
【００７４】
この実験では、図８の平面図で示すように、３００ｍｍ角の３台の平面スピーカ７０から２７００ｍｍの距離を隔てて１８００ｍｍ幅の後壁７２を設置し、センター位置７４に音響測定器を設置した。
【００７５】
後壁７２は、図９（１）〜（５）に示す５種類の試験体１〜５にて形成し、それぞれについて試験を行った。
【００７６】
試験体１には厚さ２０ｍｍのウレタン７６のみを用い、試験体２には厚さ１２ｍｍの剛板７８のみを用い、試験体３には厚さ１２ｍｍの剛板７８と厚さ２０ｍｍのウレタン７６を組み合わせたものを用いた。
【００７７】
また、試験体４には剛板７８と、直径２００ｍｍの半円筒形の拡散体８０と、厚さ２０ｍｍの半円筒拡散形状のウレタン８２とを組み合わせたものを用い、試験体５には試験体４の半円筒形の拡散体８０と、半円筒拡散形状のウレタン８２との間に２０ｍｍの間隔の空気層８４を形成したものを用いた。
【００７８】
２ｋＨｚの周波数音源にて試験を行った時の試験体１の試験結果を図１０（１）に、試験体２の試験結果を図１０（２）に、試験体３の試験結果を図１０（３）に示している。
【００７９】
同図（１）に示すように、ウレタンのみの試験体１の場合でも、表面の反射によりフラッターエコーが生じていることがわかる。
【００８０】
剛板のみの試験体２及びウレタンと剛板の試験体３の場合は、同図（２）及び（３）に示すように、明らかにフラッターエコーが生じている。
【００８１】
また、剛板７８、半円筒形の拡散体８０、及び半円筒拡散形状のウレタン８２を組み合わせた試験体４の試験結果を図１１（１）に、これに空気層８４を形成した試験体５の試験結果を図１１（２）に示している。
【００８２】
この試験結果は、試験体４及び試験体５のそれぞれについて、上段から１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、４ｋＨｚ、８ｋＨｚの各周波数音源で試験を行った結果を示している。
【００８３】
図１０の場合と同様の２ｋＨｚの条件で比較すると、試験体４及び試験体５の場合、反射音が大幅に減少していることがわかる。
【００８４】
また、試験体４と試験体５とを比較すると、空気層８４のある試験体５の方が低音域になるほど反射音が小さくなっていることがわかる。
【００８５】
このように、半円筒形の拡散体８０、及び半円筒拡散形状のウレタン８２が反射音の減少に効果があることが判明した。
【００８６】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００８７】
前記実施の形態では、平面音波に対する吸音構造および吸音拡散部材について説明したが、この例に限らず、点音源・線音源からの音波の吸音に用いることも可能である。
【００８８】
また、前記実施の形態では、音源との対向壁面にのみ吸音構造を設ける場合について説明したが、天井やその他の壁面にも設けるようにしてもよい。
【００８９】
さらに、吸音拡散部材は、半丸棒状及び円錐形状の場合について説明したが、その他角錐形状、半球状等にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】（１）は本発明の一実施の形態にかかる吸音構造を用いた室内の状態を示す平面図、（２）はその断面図である。
【図２】図１の吸音構造の部分拡大図である。
【図３】（１）は半丸棒状の拡散体、（２）は曲面四角錐状の拡散体、（３）は四角錐形状の拡散体を示す斜視図である。
【図４】半丸棒状の拡散体を縦横の方向を変えて千鳥状に配置した状態を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる吸音構造を示す図２同様の部分拡大図である。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる吸音拡散部材を示すもので、（１）は断面図、（２）は平面図である。
【図７】他の吸音拡散部材を示すもので、（１）は断面図、（２）は平面図である。
【図８】実験現場の状況を示す平面図である。
【図９】（１）〜（５）は、それぞれ試験体１〜５を示す断面図である。
【図１０】（１）〜（３）は、それぞれ試験体１〜３の試験結果を示す図表である。
【図１１】（１）及び（２）は、それぞれ試験体４及び５の試験結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  室
１６  平面スピーカ
１８  平面音波
２２  吸音構造
２４  吸音層
２６、４４、５６  空気層
２８  拡散層
３０、４２、５４  吸音材
３２、４８、６０  表面
３４、５０、６２  裏面
３６、４６、５８  拡散体
４０、５２  吸音拡散部材
【図１】
2007291804.tif 000003
【図３】
2007291804.tif 000004
【図４】
2007291804.tif 000005
【図２】
2007291804.tif 000006
【図５】
2007291804.tif 000007
【図６】
2007291804.tif 000008
【図７】
2007291804.tif 000009
【図８】
2007291804.tif 000010
【図９】
2007291804.tif 000011
【図１０】
2007291804.tif 000012
【図１１】
2007291804.tif 000013